本課題源于空中機(jī)器人大賽參賽項(xiàng)目。針對(duì)比賽要求，提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案，并由此展開(kāi)了一系列的研究工作。 本文的重點(diǎn)是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)和飛行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。 本文首先回顧了國(guó)內(nèi)外微小無(wú)人機(jī)發(fā)展歷程，介紹了其研究現(xiàn)狀，并指出了微小無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)需求設(shè)計(jì)了低價(jià)位、高性能的嵌入式微小無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設(shè)計(jì)了低成本、低功耗的微小無(wú)人機(jī)的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案，利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫(kù)塔法、高斯牛頓法和擴(kuò)展卡爾曼濾波器估計(jì)出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣；對(duì)姿態(tài)確定方案進(jìn)行了仿真。 設(shè)計(jì)了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分，包括電源及復(fù)位電路，UART、SPI、JTAG等接口電路，PWM信號(hào)發(fā)生電路，A/D采樣電路及前置電路，光電耦合電路等；完成了整個(gè)飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對(duì)所設(shè)計(jì)電路的調(diào)試工作，使得系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 最后針對(duì)本文設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)進(jìn)行了啟動(dòng)代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫和調(diào)試，建立了系統(tǒng)的啟動(dòng)環(huán)境。
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導(dǎo)彈過(guò)載模擬試車臺(tái)的各種參數(shù),來(lái)評(píng)價(jià)導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中的性能，由于試車臺(tái)是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當(dāng)巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性，并且可以將整個(gè)PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測(cè)路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標(biāo)度等均可改變以適應(yīng)任何場(chǎng)合。并且采用合理的糾錯(cuò)和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過(guò)對(duì)PCM通信的特點(diǎn)研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個(gè)模塊的具體建模與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，采用VHDL實(shí)現(xiàn)了數(shù)字復(fù)接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計(jì)。采用基于NiosII實(shí)現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。 測(cè)試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCM信號(hào)的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強(qiáng)的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯(cuò)可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
標(biāo)簽： FPGA PCM 通信實(shí)現(xiàn) 多路
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)今的工業(yè)控制領(lǐng)域，控制邏輯和功能變得越來(lái)越復(fù)雜，簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動(dòng)化發(fā)展的方向。 本文對(duì)用于工業(yè)供水設(shè)備測(cè)控的工業(yè)供水測(cè)控系統(tǒng)展開(kāi)研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立通用的硬件平臺(tái)，對(duì)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了比較深入的研究，針對(duì)供水設(shè)備測(cè)控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，建立了測(cè)控系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，對(duì)接口電路驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。最后，在研制出的測(cè)控平臺(tái)上，加入了電力參數(shù)與傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)電路以及開(kāi)關(guān)量輸入/輸出電路，特別是對(duì)工頻交流信號(hào)有效值的測(cè)量進(jìn)行了較深入的硬件設(shè)計(jì)以及軟件算法研究，并對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的無(wú)線通訊部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 在上述工作的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出嵌入式無(wú)線工業(yè)供水測(cè)控系統(tǒng)樣機(jī)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)近半年來(lái)試運(yùn)行的結(jié)果表明：該基于ARM的嵌入式無(wú)線工業(yè)供水測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，性能穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式無(wú)線 工業(yè) 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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礦用隔爆饋電開(kāi)關(guān)是煤礦井下配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的礦井中，控制和保護(hù)低壓供電網(wǎng)絡(luò)。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。 論文將嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用到饋電開(kāi)關(guān)中，通過(guò)對(duì)礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開(kāi)關(guān)工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，實(shí)現(xiàn)了總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和智能饋電開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)；通過(guò)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護(hù)控制算法的應(yīng)用程序的編寫，從而實(shí)現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機(jī)與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開(kāi)關(guān)的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機(jī)對(duì)井下饋電回路及電氣開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控的難題，設(shè)計(jì)完成了一套集實(shí)時(shí)保護(hù)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能于-身的智能型饋電開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 饋電開(kāi)關(guān)
上傳時(shí)間： 2013-05-21
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭，以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端和遠(yuǎn)端的醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心兩部分，其中，家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的軟硬件實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)和關(guān)鍵。 給出了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系的總體設(shè)計(jì)方案。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)的硬件平臺(tái)，以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心，外圍擴(kuò)展藍(lán)牙模塊、ISP1160 USB主機(jī)模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲(chǔ)模塊和液晶顯示模塊等模塊實(shí)現(xiàn)。對(duì)各硬件模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應(yīng)用程序的分層軟件體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的軟件，使得軟件更易維護(hù)和升級(jí)。 對(duì)家庭監(jiān)護(hù)終端的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)程序、通信協(xié)議和應(yīng)用程序。整個(gè)應(yīng)用程序按功能劃分為9個(gè)任務(wù)，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機(jī)界面和生理信號(hào)的自動(dòng)分析功能。重點(diǎn)研究了ECG信號(hào)自動(dòng)分析診斷算法，應(yīng)用自適應(yīng)模板法，實(shí)現(xiàn)了疾病自動(dòng)分析診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見(jiàn)心律異常的自動(dòng)分析診斷。 遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護(hù)的參數(shù)，具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)終端，通過(guò)藍(lán)牙模塊以無(wú)線方式采集病人的心電和體溫參數(shù)，通過(guò)USB主機(jī)下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后，可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結(jié)果，并可通過(guò)局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器，供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護(hù)醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時(shí)，家庭監(jiān)護(hù)智能終端能夠給出初步診斷結(jié)果并發(fā)出報(bào)警。監(jiān)護(hù)服務(wù)器收到報(bào)警后提醒監(jiān)護(hù)醫(yī)生給出診斷結(jié)果，并將診斷結(jié)果反饋到家庭監(jiān)護(hù)終端顯示，使病人能夠得到及時(shí)救治。
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，充分結(jié)合兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端正在不斷地被研究和開(kāi)發(fā)。本文即是此背景下，綜合以往遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集智能終端予以研究和實(shí)現(xiàn)，該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過(guò)RS232或A/D模塊采集用戶終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息；在GPRS接入方式下使用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)終端通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網(wǎng)；接入后則可向遠(yuǎn)程控制中心上傳用戶終端據(jù)信息。本文研制的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端可廣泛地應(yīng)用包括環(huán)保數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集場(chǎng)合。 本文主要做了以下研究工作： 1、對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展，對(duì)S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲(chǔ)、LCD、鍵盤、以太網(wǎng)卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運(yùn)用多任務(wù)操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務(wù)的處理，本文對(duì)μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進(jìn)行了移植，對(duì)原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了改造，使之成為整體搶占，局部輪詢的調(diào)度機(jī)制；使之較好地滿足了實(shí)際要求。 3、無(wú)論采用GPRS方式還是INTERNET方式，設(shè)備終端與INTERNET實(shí)現(xiàn)通信都必須具備相應(yīng)的協(xié)議。本文實(shí)現(xiàn)了TCP/IP有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的建立，對(duì)協(xié)議進(jìn)行了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了兩種方式的接入，滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機(jī)交互能力，構(gòu)建了嵌入式圖形界面，實(shí)現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過(guò)以上工作，建立了一個(gè)功能齊全，實(shí)時(shí)可靠，基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端。
標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 采集終端
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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Internet現(xiàn)已成為社會(huì)重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個(gè)地方。嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的真正未來(lái)。隨著IPv6的應(yīng)用，設(shè)備都可能獲得一個(gè)全球唯一的IP地址，通過(guò)IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此隨著電子技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡(luò)化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術(shù)與控制技術(shù)當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術(shù)與電力載波通信協(xié)議X-10技術(shù)結(jié)合起來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)，著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)。智能家居網(wǎng)關(guān)是一個(gè)嵌入式WEB服務(wù)器，用戶通過(guò)登陸智能家居網(wǎng)關(guān)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程控制操作，智能家居網(wǎng)關(guān)將接收到的用戶命令進(jìn)行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術(shù)；然后給出具體基于ARM平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)，本文在以LPC2210為處理器實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，給出詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟與過(guò)程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲(chǔ)電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等；其次ARM平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)是本文的一個(gè)重點(diǎn)。本文主要分三步來(lái)實(shí)現(xiàn)：第一步實(shí)現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實(shí)現(xiàn)WEB服務(wù)器的組建以及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺(tái)之后，進(jìn)入調(diào)試結(jié)果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運(yùn)行后本人使用本地示波器觀看波形，然后通過(guò)對(duì)波形的解析與X-10指令的對(duì)照來(lái)驗(yàn)證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標(biāo)簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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在國(guó)內(nèi)新的電力市場(chǎng)形勢(shì)的變化下，配電網(wǎng)自動(dòng)化尤其是配電網(wǎng)自動(dòng)化中的無(wú)功補(bǔ)償和配電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)在電力企業(yè)中的重要性越來(lái)越顯著。另一方面，我國(guó)電力供需矛盾趨于緩和，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的控制功能變得很少使用，造成了資金、資源的很大浪費(fèi)。為了使這些資源更有效地服務(wù)于配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，在充分整合電力負(fù)荷控制系統(tǒng)原有硬件資源的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了基于ARM的智能控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償和配電監(jiān)測(cè)，對(duì)原有的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行了進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)利用。 本論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作： 1、研究電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方法、高速數(shù)字信號(hào)處理算法、智能無(wú)功補(bǔ)償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及國(guó)家電網(wǎng)公司通信協(xié)議《電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約—2004》的實(shí)現(xiàn)。 3、研究基于高性能嵌入式系統(tǒng)的終端軟、硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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通過(guò)駐極體話筒對(duì)音樂(lè)聲量進(jìn)行采集后，把采集的信號(hào)進(jìn)行放大整流濾波，并通過(guò)555構(gòu)成的壓控振蕩器把音樂(lè)的聲量信號(hào)轉(zhuǎn)化成變化的振蕩頻率，即通過(guò)聲量的大小來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振蕩信號(hào)，再經(jīng)過(guò)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)該振蕩輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)輸出四種不同的狀態(tài)，通過(guò)二-四譯碼器對(duì)計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的選通信號(hào)控制燈流接口電路 ，接口電路驅(qū)動(dòng)一列信號(hào)指示燈,實(shí)現(xiàn)燈流速度隨音樂(lè)聲量大小而相應(yīng)變化的效果。
標(biāo)簽： 速度 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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介紹了一種高速、高性能的單片機(jī)C8051F330，該單片機(jī)內(nèi)部集成了眾多的功能部件，是真正的混合信號(hào)在片系統(tǒng)。本文對(duì)單片機(jī)的功能和特點(diǎn)做了詳細(xì)的介紹，并以一個(gè)實(shí)際的多路溫濕度測(cè)控系統(tǒng)為例，給出
標(biāo)簽： C8051F330 單片機(jī) 多路 溫濕度測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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